引言 1
第一章 低维系统中的量子现象 6
第1节 低维系统的构成 7
第2节 低维量子系统的物理性质 8
1．表面态／体电子态比 8
2．态密度 9
3．一维铁磁系统 10
4．介观物理 12
5．费米液态理论及其他 14
6．可积系统 14
第3节 二维量子系统 15
1．异质结 15
2．量子阱与超晶格 15
第4节 二维量子现象 17
1．电子固体 17
2．金属绝缘体转变 17
3．量子霍耳效应 18
4．合成费米子 19
5．高温超导体 19
6．二维磁性 20
第5节 一维量子系统 20
1．量子线 20
2．导电高分子 21
3．纳米碳管 22
4．Luttinger液态 22
5．量子霍耳流体的边界态 22
6．自旋链 23
7．磁性半导体 23
第6节 零维量子系统 24
1．量子点 24
2．库仑阻塞和单电子管 24
3．量子计算机 25
4．精确对角化 25
第7节 受限输运 26
第二章 低维系统的量子方程 31
第1节 量子力学基本理论 31
第2节 方势阱模型 32
1．一维无限深方势阱 32
2．平面内运动 33
3．态密度 33
4．有限深量子阱 34
第3节 变质量问题 36
1．厄米性和动能算符 36
2．无限高势垒和质量极限 37
第4节 多量子阱中的传递矩阵方法 39
第5节 非对称量子阱 41
第6节 电场下的量子阱方程 42
第三章 低维系统的量子解 44
第1节 玻恩—奥本海默近似与单电子近似 44
1．玻恩—奥本海默近似 44
2．单电子近似 45
第2节 投射法 46
第3节 投射法应用举例 47
1．单量子阱解 47
2．不确定性原理 48
第4节 各种势结构下的投射法 48
1．异质结势 49
2．抛物线势阱 49
3．P？schl-Teller势 50
4．收敛测试 51
第5节 变质量下的投射法 51
第6节 多量子阱 52
1．双量子阱 52
2．多量子阱和有限超晶格 53
第7节 量子禁闭Stark效应 54
1．量子禁闭Stark效应 54
2．量子反交叉 55
3．对称性和选择定则 56
第8节 泊松方程 56
1．能带非k2形式 56
2．泊松方程 57
3．调制掺杂 59
第9节 量子阱束缚能 59
1．施主和受主掺杂 60
2．量子阱中的束缚能 60
第10节 掺杂及扩散效应 61
1．掺杂量子阱 62
2．扩散理论 62
3．边界条件 63
4．收敛性测试 63
5．常数扩散系数 64
6．非常数扩散系数 64
第四章 低维系统的量子性质 66
第1节 维度效应 66
1．布里渊区和费米面 66
2．状态密度&．． 66
第2节 量子阱和超晶格 68
1．组分超晶格 70
2．多元型超晶格 71
3．多维超晶格 71
4．应变超晶格 72
5．掺杂超晶格 72
6．非晶态超晶格 72
7．磁性超晶格 72
8．微米超晶格 73
第3节 超晶格电子态 74
第4节 耦合量子阱 78
1．量子阱与准二维系统中的电子态 79
2．耦合量子阱与超晶格 79
3．掺杂异质结系统与自洽解 82
第5节 磁场中的量子阱 83
1．量子线电子态 83
2．磁场中的二维电子气 83
3．磁场中的一维波导态 85
第6节 激子和激子束缚能 88
1．激子 88
2．激子束缚能 89
3．激子1s态 91
4．激子的2s态 94
第7节 量子阱中的激子 95
1．单量子阱中的激子 95
2．多量子阱中的激子 95
3．Stark阶梯 96
4．对称性破缺 96
第五章 势垒隧穿 97
第1节 势垒隧穿的量子方程 99
1．单垒 99
2．双垒 101
第2节 对称势垒隧穿 102
第3节 非对称势垒隧穿 105
第4节 双势垒隧穿 107
第5节 隧穿电流 109
第6节 朗道公式 112
第7节 绝热输运 114
第六章 量子点 116
第1节 量子点概述 116
1．实验进展概述 116
2．理论进展概述 117
3．数值计算 118
4．解析模型 118
5．量子点能谱 118
第2节 量子点中的电子态 119
第3节 单电子隧穿和库仑阻塞 121
1．经典图像 121
2．量子理论 123
第4节 不同维度下的量子点 125
1．一维量子点 125
2．二维量子点 126
3．三维量子点 128
第5节 耦合量子点 128
1．静电耦合量子点 128
2．隧道耦合量子点 129
第七章 一维量子系统 131
第1节 纳米线概述 131
1．纳米线 131
2．纳米线的导电性 133
3．时间依赖性 135
第2节 一维体系的能带和布里渊区 136
第3节 一维体系的平均场理论 138
1．孤子图像 140
2．孤子的平均场理论 140
第4节 一维体系的Peierls相变 141
1．实坐标空间模型 142
2．紧束缚模型（SSH模型） 144
3．连续介质模型 148
4．声子化模型 150
第5节 一维体系的元激发 151
1．电荷密度波与自旋密度波 151
2．Peierls相变的判据 153
3．孤子、极化子和双极化子 154
4．激子与反向极化 155
第6节 高分子输运 156
1．电荷注入聚合物 157
2．聚合物链内的电荷运动 160
第7节 纳米碳管 161
1．碳管合成 161
2．碳管的原子和电子结构 162
第8节 碳管输运 168
第9节 碳管器件 170
第八章 二维量子系统 174
第1节 电子体系 174
第2节 二维电子系统 176
1．Wigner晶化 177
2．液氦表面的靥凹 179
第3节 霍耳效应 180
1．经典霍耳效应 180
2．整数量子霍耳效应（IQHE） 182
3．分数量子霍耳效应（FQHE） 185
第4节 石墨 188
第九章 低维系统输运现象 191
第1节 半经典输运 191
第2节 量子限制系统中的磁输运 192
第3节 纳米结构中的光辅助输运 194
1．Tien-Gordon模型 195
2．Floquet理论 195
第4节 散射方法 198
1．传递矩阵方法 198
2．输运中的非平衡格林函数方法 200
3．双势垒中的隧穿 201
第5节 纳米尺度下的量子输运 202
第6节 变程跃迁 203
第十章 自旋电子学 205
第1节 自旋电子学的兴起和发展 205
第2节 磁电阻效应和赝效应 207
1．隧道磁电阻（TMR） 207
2．巨磁电阻（GMR） 208
3．赝磁阻效应 210
第3节 自旋输运 211
1．自旋相互作用 211
2．自旋注入过程中的电导不匹配 212
3．自旋输运理论模型 213
4．自旋弛豫和自旋退相干 216
5．自旋轨道耦合 216
第4节 有机自旋电子学 217
1．有机半导体 217
2．有机自旋电子学 217
第5节 有机铁磁器件中的自旋极化输运 224
第6节 有机器件中的自旋整流 228
1．自旋整流 228
2．有机自旋整流 229
参考文献 235